Así es el sensor que revela si la medicación contra el cáncer está haciendo efecto en tiempo real

Mientras los wearables de consumo, como las pulseras de actividad o los relojes inteligentes, siguen añadiendo todo tipo sensores avanzados para monitorizar la salud, como el Apple Watch Ultra, los expertos en biomedicina siguen dando nuevos pasos en esta auténtica revolución. Puede ser un tatuaje electrónico que mide la presión arterial o una venda inteligente que ayuda a curar las heridas más difíciles, la cuestión es facilitar la tarea tanto a médicos como a enfermos. El último dispositivo autónomo en sumarse a esta larga lista se encarga de medir el tamaño cambiante de los tumores sometidos a tratamiento farmacológico. 

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Denominado FAST por las siglas en inglés de "sensor autónomo flexible que mide tumores" (Flexible Autonomous Sensor Measuring Tumors), este dispositivo es capaz de "seguir la respuesta de un tumor a un fármaco en tiempo real", explica a EL ESPAÑOL-Omicrono Alex Abramson, profesor del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de Georgia Tech y principal responsable del avance junto a un equipo de la Universidad de Stanford.

"En el caso de los tumores situados en la piel o cerca de ella, nuestro adhesivo electrónico puede detectar la eficacia de un fármaco en el tratamiento de un cáncer tan sólo unas horas después de iniciarlo. Lo hace siguiendo las fluctuaciones a escala micrométrica (centésimas de milímetros) del volumen del tumor", señala.

Además, este dispositivo no invasivo que funciona con batería, es capaz de transmitir los resultados en tiempo real a una app con sólo pulsar un botón, lo que facilitaría enormemente el seguimiento de la progresión o recesión de tumores de la piel o subcutáneos y la eficacia de sus tratamientos. Toda la información sobre el proyecto está en el estudio publicado en la revista científica Science Advances.

Todo por el oro

El sensor principal de FAST, situado en una especie de tirita inteligente, está compuesto por un polímero flexible y estirable que incluye una capa incrustada de circuitos de oro. Para que los datos que recoge este sensor puedan ser enviados y 'traducidos', Abramson y su equipo han utilizado pequeñas mochilas electrónicas situadas en la espalda de los ratones. 

La 'mochila' que se utiliza en ratones para realizar las mediciones de FAST Alex Abramson/Bao Group/Stanford University Omicrono

Lo que mide ese diminuto dispositivo es la tensión de la membrana, cuánto se estira o encoge, y transmite esos datos a una app que se puede instalar en cualquier smartphone. Además, se trata de un sensor muy sensible, que permite conocer la eficacia del tratamiento en tan sólo 5 horas tras el inicio de la terapia. Sus lecturas constantes durante más de 24 horas con una sola carga de batería ofrecen nuevas posibilidades a investigadores y compañías farmacéuticas a la hora de descartar o acelerar el estudio de los fármacos contra el cáncer.

La verdadera trascendencia de un dispositivo como FAST es que es una forma totalmente nueva, rápida, barata y precisa de probar la eficacia de las terapias oncológicas. Y es que el proceso de búsqueda de nuevas soluciones farmacológicas es muy lento: el pequeño tamaño de las muestras, generalmente tumores subcutáneos en ratones, y las deficiencias de los métodos de medición existentes hacen de esta tarea algo arduo y difícil. De hecho, de los miles de posibles fármacos contra el cáncer que se prueban cada año, únicamente un porcentaje muy pequeño llega a pacientes humanos tras demostrar su eficacia.

Diagrama sobre el funcionamiento de FAST y su app Alex Abramson/Bao Group/Stanford University Omicrono

"Este sensor portátil", indica Abramson, "funciona de forma completamente autónoma, sustituyendo los costosos y engorrosos procedimientos de imagen que se utilizan actualmente para seguir la regresión de los tumores. Si eres un científico y alguna vez has tenido que medir decenas de tumores cada día, ¡imagina poder automatizar y estandarizar completamente ese trabajo!". Y es que, ni las técnicas de bioluminiscencia ni los calibradores metálicos que a veces tienen que suelen usarse a mano para realizar estas mediciones ofrecen una solución tan rápida y precisa como la que propone FAST. 

Las consecuencias de un logro así son múltiples y muy esperanzadoras, aunque de momento esta herramienta está todavía en fase preclínica. "Esperamos que esta tecnología marque el comienzo de una nueva generación de seguimiento del tratamiento del cáncer en tiempo real, que abra la posibilidad de realizar novedosos estudios de farmacocinética (rama que estudia los procesos a los que un fármaco es sometido a través de su paso por el organismo) in vivo", sostiene Abramson. El bioingeniero ha desarrollado el dispositivo como parte de su postdoctorado en el laboratorio de Zhenan Bao, profesor de Ingeniería Química en la Escuela de Ingeniería de Stanford.

Pruebas clínicas

A mayor escala, este novedoso dispositivo podría conducir a nuevas y prometedoras direcciones en el tratamiento del cáncer, ya que permitirá agilizar, automatizar y abaratar significativamente el proceso de selección de terapias contra el cáncer. Pero para llegar hasta ahí hay que pasar primero por los ensayos clínicos en humanos.

"Hemos demostrado que podemos hacerlo en ratones, así que sin duda es posible hacerlo también en humanos. Ahora mismo estamos trabajando con ese objetivo, pero hay varios obstáculos de ingeniería por delante", admite Abramson. "Por ejemplo, crear un sensor que pueda implantarse en el cuerpo".

Otro de los proyectos de Abramson, una pastilla para estimular tejidos del tracto gastrointestinal Alex Abramson Omicrono

Así, este inquieto ingeniero apasionado de su trabajo sigue convencido de la necesidad de "desarrollar dispositivos médicos bioelectrónicos y de administración de fármacos que mejoren los resultados clínicos y la calidad de vida de los pacientes de todo el mundo". En ese sentido, su laboratorio ya ha desarrollado dispositivos novedosos como una píldora que puede estimular selectivamente determinados tejidos del tracto gastrointestinal, lo que podría permitir el tratamiento de trastornos asociados al eje intestino-cerebro. 

Otra de sus patentes es otra píldora robótica, inspirada en la forma de las tortugas leopardo, que se autoorienta en el estómago tras su ingestión e inserta los principios farmacológicos activos en el revestimiento del tejido, lo que permite la administración oral de fármacos biológicos como el ARNm (utilizado en las vacunas contra el covid, por ejemplo) y la insulina.

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Sus investigaciones pueden ser clave en el futuro de los wearables aplicados a la biomedicina. "Estos dispositivos nos permiten hacer un seguimiento de los datos biométricos en lugar de limitarnos a darnos instantáneas individuales y aisladas. Esto nos permite averiguar el ritmo al que las intervenciones mejoran una condición médica, y es de esperar que nos permita mejorar el momento del tratamiento para los pacientes que sufren una variedad de enfermedades", concluye.

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